Hiểu các kiểu thiết kế cầu chuỗi chéo, hệ sinh thái cầu chuỗi chéo và hướng phát triển trong tương lai

Tiêu đề gốc: "Bộ sưu tập! Một bài viết để hiểu về chuỗi chéoCác loại thiết kế cầu nối và phân phối dự án》

Bản tổng hợp gốc: Ye Zewei, The Way của DeFi

Sau nhiều năm nghiên cứu và phát triển, cuối cùng chúng tôi đã bước vào thị trường đa chuỗi. Hiện có hơn 100 chuỗi công khai đang hoạt động trên thị trường, nhiều chuỗi trong số đó có ứng dụng, người dùng, phân bổ địa lý, bảo mật riêng. span> Sự cân bằng giữa mô hình và thiết kế. Bất chấp sự miễn cưỡng của các cộng đồng cá nhân khi tin vào điều đó, vũ trụ có tính entropy và số lượng các mạng này có thể sẽ tiếp tục tăng trong tương lai.

Loại cấu trúc thị trường này đòi hỏi khả năng tương tác giữa các mạng khác nhau. Nhiều nhà phát triển đã nhận ra điều này và các cầu nối chuỗi chéo blockchain đã bùng nổ trong năm qua. Tại thời điểm viết bài, hiện có hơn 40 dự án cầu nối chuỗi khác nhau.

Kết thúc Ngày 8 tháng 9 năm 2021; không phải tất cả các dự án đều được đưa vào

Bài viết này sẽ tập trung vào bốn khía cạnh:

·Giải thích tại sao cầu nối chuỗi chéo lại quan trọng đến vậy

·Tổng quan về các chuỗi chéo khác nhau cầu Thiết kế cầu chuỗi, ưu điểm và nhược điểm của nó

·Tổng quan về hệ sinh thái cầu xuyên chuỗi hiện nay

·Mong chờ hướng phát triển trong tương lai của cầu nối chuỗi chéo

1 Khả năng tương tác mở ra sự đổi mới

Khi mỗi hệ sinh thái phát triển, chúng sẽ phát triển những lợi thế riêng của mình, chẳng hạn như bảo mật cao hơn, thông lượng nhanh hơn, giao dịch rẻ hơn, quyền riêng tư tốt hơn, các dịch vụ tài nguyên cụ thể (ví dụ: lưu trữ , tính toán, băng thông) và cộng đồng người dùng và nhà phát triển trong khu vực. Cầu nối chuỗi chéo rất quan trọng vì chúng cho phép người dùng truy cập vào các nền tảng và giao thức mới để tương tác, đồng thời cho phép các nhà phát triển cộng tác xây dựng các sản phẩm mới. Cụ thể hơn, họ có thể:

Cải thiện năng suất và tiện ích của tài sản tiền điện tử hiện có

Cầu nối chuỗi chéo cho phép các tài sản tiền điện tử hiện có đi đến những địa điểm mới và thực hiện những điều mới. Ví dụ:

·Gửi DAI tới Terra để mua tài sản tổng hợp trên Mirror hoặc kiếm thu nhập trên Anchor ;

·TừLuồng Gửi TopShot tới Ethereum để sử dụng làm NFTfi tài sản thế chấp của;

·Sử dụng DOT và ATOM làm tài sản thế chấp để nhận khoản vay DAI trên Maker

Hãy để các giao thức hiện tại có các tính năng sản phẩm mạnh mẽ hơn

Cầu nối chuỗi chéo mở rộng không gian thiết kế mà giao thức có thể triển khai. Ví dụ:

·Trong Solana và Lở tuyết Khai thác thanh khoản trên YFI; sổ đặt hàng chia sẻ xuyên chuỗi cho NFT trên Ethereum và Flow trên giao thức Rarible

·Hãy để Index Coop khởi chạy PoSIndex

Mở khóa các tính năng mới và trường hợp sử dụng cho người dùng và nhà phát triển

Cầu nối chuỗi chéo cung cấp cho người dùng và nhà phát triển nhiều sự lựa chọn hơn. Ví dụ:

·Trong Lạc quan Giao dịch chênh lệch giá (ví dụ: Sushi) trên DEX trên , Arbitrum và Polygon

·Thanh toán cho bộ nhớ trên ARweave bằng Bitcoin

·Trong Tezos Tham gia mua nhóm NFT của PartyBid

2 Khoa học về cầu nối chuỗi chéo

Ở mức độ trừu tượng, mọi người có thể định nghĩa cầu nối chuỗi chéo là mối liên kết giữa hai hoặc nhiều khu vực Một hệ thống để chuyển thông tin giữa các blockchain. Trong trường hợp này, "thông tin" có thể đề cập đến tài sản, lệnh gọi hợp đồng, chứng chỉ hoặc trạng thái. Hầu hết các thiết kế cầu chuỗi chéo đều có một số thành phần:

·Giám sát: Thông thường có một Tác nhân, "Oracle", "Trình xác thực" ” hoặc “ bộ lặp”, chịu trách nhiệm theo dõi trạng thái của chuỗi.

·Truyền/chuyển tiếp tin nhắn: Sau khi Actor nhận được sự kiện, nó cần truyền thông tin từ chuỗi nguồn đến chuỗi đích.

·Đồng thuận: Trong một số mô hình, cần đạt được sự đồng thuận giữa những người tham gia giám sát chuỗi nguồn để chuyển thông tin đó đến chuỗi mục tiêu.

·Ký: Các tác nhân được yêu cầu ký bằng mật mã thông tin được gửi đến chuỗi mục tiêu, riêng lẻ hoặc như một phần của sơ đồ chữ ký ngưỡng.

Nhìn chung có khoảng 4 loại cầu nối chuỗi:

Dành riêng cho nội dung: Mục đích duy nhất của nó là cung cấp quyền truy cập đến các nội dung cụ thể từ các liên kết bên ngoài. Những tài sản này thường là tài sản được "bao bọc", được thế chấp hoàn toàn bằng tài sản cơ bản theo cách thức giam giữ hoặc không giam giữ. Bitcoin là tài sản phổ biến nhất được kết nối với các chuỗi khác (xBTC khác nhau), chỉ riêng với bảy cầu nối khác nhau trên Ethereum. Những cầu nối chuỗi chéo này dễ triển khai nhất và có tính thanh khoản tốt, nhưng có chức năng hạn chế và cần được triển khai lại trên mỗi chuỗi đích.

Dành riêng cho chuỗi (cụ thể cho một chuỗi): Hoạt động chính của cầu nối chuỗi chéo giữa hai chuỗi khối là khóa và mở khóa mã thông báo trên chuỗi nguồn, đồng thời đúc và đóng gói tài sản trên chuỗi mục tiêu. Do độ phức tạp hạn chế của các cầu nối chuỗi chéo này, chúng thường có thể được đưa ra thị trường nhanh hơn, nhưng chúng cũng không dễ dàng mở rộng sang hệ sinh thái rộng lớn hơn. Một ví dụ là cầu nối PoS của Polygon, cho phép người dùng chuyển tài sản từ Ethereum sang Polygon và ngược lại, nhưng chỉ với hai chuỗi này.

Dành riêng cho ứng dụng (dành riêng cho một ứng dụng):Một ứng dụng cung cấp quyền truy cập giữa hai hoặc nhiều chuỗi khối, nhưng chỉ để sử dụng trong ứng dụng đó. Bản thân ứng dụng được hưởng lợi từ cơ sở mã nhỏ hơn; thay vì có một ứng dụng hoàn chỉnh trên mỗi blockchain, thường có các "bộ điều hợp" mô-đun nhẹ hơn trên mỗi blockchain. Chuỗi khối mà bộ điều hợp được triển khai có quyền truy cập vào tất cả các chuỗi khối khác mà ứng dụng được kết nối, do đó có hiệu ứng mạng. Tuy nhiên, nhược điểm là khó mở rộng chức năng này sang các ứng dụng khác (ví dụ: từ cho vay đến giao dịch). Các ví dụ cụ thể bao gồm Hợp chất Chuỗi và Thorchain, lần lượt xây dựng một chuỗi độc lập chuyên biệt blockchain để cho vay và giao dịch xuyên chuỗi.

Tổng quát (chung):Một giao thức được thiết kế để truyền thông tin qua nhiều chuỗi khối. Do độ phức tạp O(1) (thời gian sử dụng là cố định bất kể lượng dữ liệu trong tập dữ liệu), thiết kế này có hiệu ứng mạng mạnh mẽ, với sự tích hợp duy nhất của một dự án cho phép nó truy cập vào toàn bộ hệ sinh thái trong hệ thống cầu nối. Nhược điểm là một số thiết kế thường đánh đổi tính bảo mật và phân cấp để đạt được hiệu ứng mở rộng quy mô này, điều này có thể gây ra những hậu quả phức tạp không lường trước được cho hệ sinh thái. Một ví dụ là IBC, được sử dụng để gửi tin nhắn giữa hai chuỗi không đồng nhất (với sự đảm bảo về tính hữu hạn).

Ngoài ra , Thiết kế cầu nối chuỗi cũng có thể được phân loại theo cơ chế được sử dụng để xác minh các giao dịch xuyên chuỗi, có khoảng ba loại:

Liên kết và trình xác thực bên ngoài

Thường có một bộ trình xác nhận giám sát địa chỉ "Email" của chuỗi nguồn và thực hiện các hoạt động trên chuỗi mục tiêu dựa trên sự đồng thuận. Việc chuyển giao tài sản thường được thực hiện bằng cách khóa tài sản trên chuỗi nguồn và đúc một lượng tài sản tương đương trên chuỗi mục tiêu. Đây thường là những trình xác thực được liên kết sử dụng mã thông báo riêng làm mô hình bảo mật.

Trình xác thực bên ngoài hoặc hệ thống liên kết

Máy khách nhẹ và chuyển tiếp

Tác nhân giám sát các sự kiện trên chuỗi nguồn và tạo ra bằng chứng mật mã về các sự kiện trong quá khứ được ghi lại trên chuỗi đó. Những bằng chứng này được chuyển tiếp đến hợp đồng trên chuỗi mục tiêu (tức là "máy khách nhẹ") cùng với tiêu đề khối, sau đó xác minh xem sự kiện có được ghi lại hay không và thực hiện hành động sau khi xác minh. Một số tác nhân cần "chuyển tiếp" các tiêu đề và bằng chứng của khối. Người dùng có thể "tự chuyển tiếp" các giao dịch, tuy nhiên, vẫn tồn tại một giả định tồn tại rằng việc chuyển tiếp sẽ tiếp tục chuyển tiếp dữ liệu. Đây là một thiết kế cầu nối chuỗi chéo tương đối an toàn, vì nó đảm bảo phân phối hiệu quả không cần tin cậy mà không cần tin tưởng vào các thực thể trung gian, nhưng nó cũng tiêu tốn nhiều tài nguyên vì các nhà phát triển phải tạo kết nối mới trên mỗi chuỗi mục tiêu mới. Xây dựng hợp đồng thông minh phân tích bằng chứng trạng thái từ chuỗi nguồn và bản thân việc xác minh đã tiêu tốn rất nhiều gas.

Máy khách nhẹ và hệ thống chuyển tiếp

Mạng lỏng

Mạng thanh khoản tương tự như mạng ngang hàng, trong đó mỗi nút hoạt động như một "bộ định tuyến" và nắm giữ một "kho" tài sản chuỗi nguồn và chuỗi mục tiêu. Các mạng này thường tận dụng tính bảo mật của blockchain cơ bản; bằng cách sử dụng cơ chế khóa và tranh chấp, các bộ định tuyến được đảm bảo không lấy đi tiền của người dùng. Do đó, mạng thanh khoản như Connext có thể là lựa chọn an toàn hơn cho người dùng chuyển số lượng lớn giá trị. Ngoài ra, loại cầu nối chuỗi chéo này có thể phù hợp nhất cho việc chuyển tài sản xuyên chuỗi vì tài sản do bộ định tuyến cung cấp có nguồn gốc từ chuỗi mục tiêu chứ không phải các công cụ phái sinh.

Mạng thanh khoản

Hình ảnh sau đây là sự phân loại và liệt kê các dự án khác nhau:

Xin lưu ý rằng bất kỳ chữ thập nào đó -chain bridge là các kênh liên lạc hai chiều và có thể có các mô hình riêng biệt trong mỗi kênh và phân loại này không thể thể hiện chính xác các mô hình kết hợp như Gravity, Interlay và tBTC, vì một hướng là hướng khách hàng nhẹ và hướng còn lại là hướng ánh sáng hướng khách hàng. Một hướng là người xác thực.

Chúng ta có thể đánh giá sơ bộ về thiết kế cầu chuỗi chéo dựa trên các yếu tố sau:

·Bảo mật: niềm tin và các giả định về hoạt động, sự khoan dung đối với các tác nhân độc hại, tính bảo mật của tiền của người dùng và tính phản xạ.

·Tốc độ: Chậm trễ trong việc hoàn thành giao dịch và đảm bảo tính chính xác. Thường có sự đánh đổi giữa tốc độ và bảo mật.

·Khả năng kết nối: lựa chọn chuỗi mục tiêu cho người dùng và nhà phát triển, đồng thời tích hợp các chuỗi mục tiêu bổ sung Mức độ khó khác nhau.

Hiệu quả sử dụng vốn: Vốn cần thiết để đảm bảo an ninh hệ thống và chi phí giao dịch khi chuyển giao tài sản.

·Tính chính xác: Khả năng chuyển các tài sản cụ thể, trạng thái phức tạp hơn và/hoặc thực hiện các lệnh gọi hợp đồng xuyên chuỗi.

Tổng hợp lại, sự đánh đổi của ba thiết kế này có thể được xem xét từ các khía cạnh sau:

Ngoài ra, bảo mật nằm trên một phạm vi có thể được phân loại đại khái là:

Không đáng tin cậy: Cầu nối chuỗi chéo cũng an toàn như chuỗi khối cơ bản mà nó kết nối. Tiền của người dùng không thể bị mất hoặc bị đánh cắp, ngoại trừ các cuộc tấn công vào lớp đồng thuận blockchain cơ bản. Nghĩa là, không có gì thực sự là không đáng tin cậy, vì tất cả các hệ thống này đều có các giả định về bảo mật và khả năng tồn tại được tích hợp trong các thành phần kinh tế, kỹ thuật và mật mã của chúng.

Được bảo hiểm:Những kẻ độc hại có thể đánh cắp tiền của người dùng, nhưng việc làm đó có thể không mang lại lợi nhuận vì chúng phải thế chấp tài sản và bị phạt trong trường hợp có sai sót hoặc hành vi sai trái. Nếu tiền của người dùng bị mất, họ sẽ được bồi thường bằng cách tịch thu một phần tài sản thế chấp.

Liên kết: Tương tự như mô hình bảo hiểm, nhưng người dùng sẽ không lấy lại được tiền trong trường hợp có sai sót hoặc hành vi sai trái vì tài sản thế chấp bị phạt có thể bị phá hủy. Loại tài sản thế chấp rất quan trọng đối với cả mô hình Bonged và bảo hiểm; tài sản thế chấp nội sinh (tức là tài sản thế chấp chính là mã thông báo giao thức) rủi ro hơn vì nếu cầu nối chuỗi chéo không thành công, giá trị mã thông báo có thể sụp đổ, điều này càng làm giảm tính an toàn của cầu chuỗi xuyên chuỗi bảo đảm.

Đáng tin cậy: Tác nhân không cung cấp tài sản thế chấp và người dùng sẽ không lấy lại được tiền trong trường hợp hệ thống bị lỗi hoặc hoạt động độc hại, vì vậy người dùng chủ yếu dựa vào danh tiếng của nhà điều hành cầu nối chuỗi chéo.

Tóm tắt về sự cân bằng trong thiết kế

Các trình xác thực và liên kết bên ngoài thường vượt trội về trạng thái và khả năng kết nối vì chúng có thể kích hoạt giao dịch, lưu trữ dữ liệu và cho phép tương tác với dữ liệu đó trên bất kỳ chuỗi mục tiêu nào. Tuy nhiên, điều này phải trả giá bằng tính bảo mật, vì người dùng dựa vào tính bảo mật của cầu nối chuỗi chứ không phải chuỗi nguồn hoặc chuỗi đích. Mặc dù hầu hết các trình xác nhận bên ngoài ngày nay đều là các mô hình đáng tin cậy, một số được đặt cược, một tập hợp con trong số đó được sử dụng để cung cấp bảo hiểm cho người dùng cuối. Thật không may, cơ chế bảo hiểm của họ thường mang tính phản thân. Nếu mã thông báo giao thức được sử dụng làm tài sản thế chấp, người ta giả định rằng giá trị USD của mã thông báo là đủ để bảo vệ người dùng. Ngoài ra, nếu tài sản thế chấp khác với tài sản được bảo hiểm thì dòng giá cần phải phụ thuộc vào oracle, do đó, tính bảo mật của cầu chuỗi chéo có thể bị hạ cấp xuống mức bảo mật của oracle. Nếu không đáng tin cậy, những cây cầu xuyên chuỗi này cũng kém hiệu quả về vốn nhất vì chúng yêu cầu tài sản thế chấp phải được điều chỉnh tỷ lệ tương ứng với thông lượng kinh tế.

Các máy khách và chuyển tiếp nhẹ cũng rất mạnh về mặt trạng thái, vì hệ thống chuyển tiếp tiêu đề khối có thể truyền bất kỳ loại dữ liệu nào. Chúng cũng rất an toàn vì không yêu cầu thêm giả định về độ tin cậy, bất chấp giả định về tính sống động (vì rơle vẫn cần thiết để truyền thông tin). Đây cũng là những cầu nối chuỗi chéo hiệu quả nhất về vốn vì chúng không yêu cầu bất kỳ khoản khóa vốn nào. Những lợi thế này phải trả giá bằng kết nối. Đối với mỗi hai chuỗi, các nhà phát triển phải triển khai một hợp đồng thông minh client nhẹ mới trên chuỗi nguồn và chuỗi đích, với độ phức tạp giữa O(LogN) và O(N). Các mô hình lạc quan dựa vào bằng chứng gian lận cũng có sai sót đáng kể về tốc độ, có thể làm tăng độ trễ lên tới 4 giờ.

Mạng thanh khoản hoạt động tốt về tốc độ và bảo mật vì chúng là hệ thống xác minh cục bộ (tức là không cần có sự đồng thuận toàn cầu). Chúng cũng hiệu quả hơn về vốn so với các trình xác nhận bên ngoài của Bonded/Insured, vì hiệu quả vốn liên quan đến lưu lượng/khối lượng giao dịch chứ không phải bảo mật. Ví dụ: giả sử lưu lượng truy cập gần như bằng nhau giữa hai chuỗi và cơ chế tái cân bằng tích hợp, mạng thanh khoản có thể tạo điều kiện cho thông lượng kinh tế lớn tùy ý. Sự đánh đổi của mẫu này là tính trạng thái, vì mặc dù chúng có thể truyền dữ liệu cuộc gọi nhưng chức năng của chúng bị hạn chế. Ví dụ: mạng thanh khoản có thể tương tác với dữ liệu trên các chuỗi, trong đó người nhận có quyền tương tác dựa trên dữ liệu được cung cấp (ví dụ: gọi một hợp đồng với tin nhắn đã ký từ người gửi), nhưng nó không thể giúp phân phối dữ liệu mà không có "chủ sở hữu". " hoặc Chỉ có dữ liệu là một phần của trạng thái chung.

3 Cầu chuỗi chéo cần giải quyết những vấn đề gì khác?

Trong một hệ thống phân tán, việc xây dựng một cầu nối chuỗi chéo mạnh mẽ là một vấn đề rất khó khăn. Mặc dù có rất nhiều sự phát triển trong lĩnh vực này nhưng vẫn còn một số câu hỏi mở:

Tính hoàn thiện và khôi phục: còn về chéo cầu chuỗi Xem xét việc tổ chức lại khối và tấn công kẻ cướp thời gian trong chuỗi cuối cùng xác suất? Ví dụ: điều gì sẽ xảy ra nếu người dùng gửi tiền từ Polkadot đến Ethereum và một trong các chuỗi quay trở lại?

Chuyển giao và xuất xứ NFT: Làm thế nào để các cầu nối chuỗi chéo bảo toàn nguồn gốc cho các NFT được bắc cầu qua nhiều chuỗi? Ví dụ: nếu có một NFT được mua và bán trên các thị trường Ethereum, Flow và Solana, hồ sơ quyền sở hữu sẽ tính đến tất cả các giao dịch và chủ sở hữu đó như thế nào?

Thử nghiệm sức chịu đựng: Các thiết kế cầu nối chuỗi khác nhau sẽ hoạt động như thế nào khi chuỗi bị tắc nghẽn hoặc bị tấn công ở cấp độ mạng và giao thức?

Tương lai của cầu nối chuỗi blockchain

Trong khi các cầu nối chuỗi chéo mở ra sự đổi mới cho hệ sinh thái blockchain, chúng cũng có thể gây ra vấn đề nếu các nhóm đi đường tắt trong R&D. rủi ro. Vụ hack Poly Network đã chứng minh mức độ rủi ro có thể cao đến mức nào. Mặc dù đây là bối cảnh có tính phân mảnh và cạnh tranh cao đối với các nhà xây dựng cầu nối chuỗi chéo, nhưng các nhóm nên duy trì kỷ luật và nghĩ đến bảo mật trước tiên và đưa sản phẩm ra thị trường thứ hai.

Mặc dù tình huống lý tưởng là một cây cầu xuyên chuỗi đồng nhất thực hiện mọi thứ, nhưng có khả năng là không ai trong số chúng có thể được xem xét Là thiết kế "tốt nhất", các loại cầu nối chuỗi khác nhau phù hợp cho các mục đích khác nhau (chẳng hạn như chuyển tài sản, gọi hợp đồng, đúc mã thông báo).

Hơn nữa, cầu nối chuỗi tốt nhất sẽ an toàn nhất, liên kết với nhau, nhanh chóng, tiết kiệm vốn, tiết kiệm chi phí và có khả năng chống chịu cao nhất kiểm duyệt. Đây là những thuộc tính cần được tối đa hóa nếu chúng ta muốn hiện thực hóa tầm nhìn về “Internet blockchain”.

Vẫn còn quá sớm cho những cây cầu chuỗi chéo và thiết kế tốt nhất có thể vẫn chưa được khám phá. Có một số hướng nghiên cứu và phát triển thú vị:

Giảm chi phí xác minh tiêu đề khối: Xác minh tiêu đề khối cho khách hàng nhẹ là rất tốn kém , việc tìm cách giảm những chi phí này có thể đưa chúng ta đến gần hơn với khả năng tương tác hoàn toàn phổ biến và không cần tin cậy. Một thiết kế thú vị có thể là kết nối tới L2 để giảm những chi phí này. Ví dụ: triển khai ứng dụng khách Tendermint light trên zkSync.

Chuyển từ mô hình tin cậy sang mô hình ngoại quan: Mặc dù hiệu quả sử dụng vốn của người xác nhận ngoại quan thấp hơn nhiều nhưng “khế ước xã hội” Một cơ chế nguy hiểm để giữ hàng tỷ đô la tiền của người dùng an toàn. Hơn nữa, các sơ đồ chữ ký ngưỡng ưa thích không làm giảm đáng kể niềm tin vào các hệ thống này; chỉ vì đó là một nhóm người không phủ nhận rằng họ vẫn là bên thứ ba đáng tin cậy. Không có tài sản thế chấp, về cơ bản người dùng sẽ giao tài sản của mình cho người giám sát bên ngoài.

Chuyển từ chế độ Bảo hiểm sang Bảo hiểm: Mất tài sản là một trải nghiệm rất tồi tệ đối với người dùng. Mặc dù trình xác thực và trình chuyển tiếp bị ràng buộc có thể ngăn chặn hành vi độc hại, nhưng giao thức sẽ tiến thêm một bước nữa và trực tiếp bồi thường cho người dùng số tiền bị cắt giảm.

Mở rộng tính thanh khoản của mạng lưới thanh khoản: Đây được cho là cầu nối xuyên chuỗi nhanh nhất để chuyển tài sản và có nền tảng vững chắc vào niềm tin và tính thanh khoản. Có sự đánh đổi thiết kế thú vị giữa giới tính.

Liên kết gốc

Chào mừng bạn tham gia cộng đồng chính thức của BlockBeats:

Nhóm Telegram đăng ký: https://t.me/theblockbeats

Nhóm Telegram thảo luận: https://t.me/BlockBeats_App

Tài khoản Twitter chính thức: https://twitter.com/BlockBeatsAsia